复杂地质条件下的煤层瓦斯压力测定

煤矿井下地质条件非常复杂,煤层瓦斯压力的测定过程中经常遇到裂隙水影响瓦斯压力测定结果的情况。在长坡煤矿的瓦斯压力测定过程中,提出带压注浆封堵水源,再利用胶囊-黏液封孔,然后采用主动测压技术,快速准确的测定煤层瓦斯压力。     

千米深井复杂地质条件下煤层瓦斯压力测定

为了准确测定千米深井中煤层瓦斯压力,对现行钻孔封孔工艺的优缺点进行了分析,并把这些封孔工艺的优点结合起来,提出了三次注浆封孔工艺技术,结合主动测压技术,可快速准确地测定煤层瓦斯压力。该技术在梁宝寺井田进行试验,成功测定了梁宝寺井田的煤层瓦斯压力,对梁宝寺井田的瓦斯治理提供了理论依据。     

煤层瓦斯压力测定技术的实践

针对平沟煤矿9#煤层瓦斯浓度超标状况,采用注浆封孔测压法进行煤层瓦斯压力测定,通过瓦斯压力梯度计算,为合理地选择瓦斯抽放方法提供了依据,有效地治理了工作面上隅角的瓦斯,确保了工作面的安全生产。     

仿岩孔条件下顺层钻孔瓦斯压力测定技术研究

在利用煤孔测定本煤层瓦斯压力的过程中,为从根本上封堵煤层钻孔周围的裂隙,解决煤层钻孔易变形、塌孔的问题,提出了仿岩孔瓦斯压力测定方法。钻孔失稳破坏的力学分析表明,钻孔破碎带半径与围岩的岩性有关,提高围岩内摩擦角和内聚力是增大围岩强度的有效途径。通过分析煤层固化成孔的机理和数值模拟发现,高压注浆加固煤体可以增大孔壁围岩强度。现场对比试验表明:仿岩孔测压技术与岩孔测压差值为0.02 MPa,相对误差仅为3.85%,仿岩孔测压技术具有较好的可行性。     

瓦斯压力测试方法的技术应用研究

煤层瓦斯压力是指瓦斯气体在煤层中所呈现的压力,是预测煤与瓦斯突出的一项重要指标。准确测出煤层瓦斯压力,进而预测瓦斯含量是有效治理瓦斯涌出异常及煤与瓦斯突出的基础。本文分析了采用注浆封孔、被动测压方法,测定金之中煤业有限公司4号、8号、9号煤层瓦斯压力,取得了满意的效果。     

上行超长孔瓦斯压力测定方法的研究与应用

瓦斯压力反应煤层中瓦斯的赋存状态。根据瓦斯含量计算公式,压力的大小直接影响到煤层的瓦斯含量。瓦斯压力值是判断煤层突出危险性的重要指标,也是采取抽放措施的重要参考依据,因此,准确获取煤层的瓦斯压力尤为重要。而在目前普遍采用的瓦斯压力测定方法中,由于泄压半径以及封孔长度等因素的影响,使得所测得的压力值存在较大误差,不能准确反应煤层中的瓦斯赋存状况。上行超长孔瓦斯压力测定方法的研究,解决了由于法距过短而使得测点处于泄压范围内的问题;同时,采用高压水泥浆堵裂隙和水泥浆封孔能够更好地保证封孔的质量,使得所测瓦斯压力更接近原始值。     

复杂地质条件下矿井瓦斯综合治理技术

霍州煤电集团矿区受活动的什林挠褶断裂带和霍山断裂带的影响,地质构造异常复杂.受其影响,李雅庄矿矿井瓦斯涌出异常,难有规律可寻,给瓦斯治理造成诸多困难.本文对矿井回采工作面在不同煤层附存条件下瓦斯涌出量大小、涌出来源和不同的涌出形式进行了分析,提出了针对性的瓦斯治理措施,对预防瓦斯积聚和瓦斯治理起到了积极作用.     

复杂地质条件下的巷道支护技术

刘河煤矿地质条件复杂,裂隙发育,岩石的完整性较差,尤其是泥岩强度较小,在断层附近,又受断层应力作用,使得巷道极难支护。刘河煤矿-380 m北翼轨道巷、-380 m车场及东水仓巷道变形量大,影响煤矿安全,通过采取顶板超前短钻孔注浆加固、短锚杆注浆加固,控制了巷道冒顶、巷道变形,保证了巷道的成型稳定与安全畅通。     

复杂地质条件下煤层瓦斯压力测试技术

针对裂隙发育顶板封孔难的问题,分析了水泥砂浆封孔技术的局限性。比较2类带压封孔技术,选用"两堵一注"封孔器封孔方法,阐述了封孔原理,并介绍了封孔工艺。现场测压结果准确地反映11-2煤层瓦斯压力,解决了裂隙发育条件下穿层孔封孔测压难题。     

复杂地质条件下综放工作面瓦斯治理研究与实践

通过对汪家寨煤矿P31107综放工作面瓦斯涌出现象分析和研究,利用高位钻孔进行瓦斯治理,取得了较好的抽放效果,对同类条件下工作面安全高效开采具有一定的指导意义和借鉴价值。     

突出煤层卸压增透后封孔技术研究与应用

为了解决突出煤层水力化卸压增透后,普遍存在瓦斯抽放钻孔塌孔严重、钻孔封堵难度系数大、抽采出的瓦斯浓度低、抽采衰减速度快、抽采钻孔经常出现一氧化碳等问题,传统的封孔工艺不能有效解决煤层中的裂隙对瓦斯抽采钻孔的影响,通过对高应力突出松软煤层封孔技术的研究,制定了八矿高应力松软煤层封孔工艺,提出了反压注浆封孔工艺方法。降低了瓦斯抽放钻孔漏气率、增强钻孔密封性、提高抽采浓度、消除钻孔自燃隐患,实现了瓦斯抽采最大化。     

外边界条件下的天然气管道顺序输送压力特性研究

为提升天然气顺序传输时的传输精准度,提出研究外边界条件下的天然气管道顺序输送压力特性。建立天然气传输管道的有限元模型,确定天然气在管道内天然气水合物密度、管道内沉积物密度、管道内空气密度等水合物外边界条件参数;针对天然气顺序传输时,管道沿线传输压力、管道轴向压力以及天然气传输流速与天然气传输管道压力损失梯度之间的关系,确定天然气管道的顺序输送压力特性。结果可知,天然气在顺序传输时,管道压力不仅会随着传输距离的增大而减小,随着传输距离的增加缓和管道轴向压力,还会随着天然气流速的增加而出现先增大后减小的现象。     

复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术研究与应用

陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井在巷道掘进过程中受落差163 m的F₁₈正断层影响,巷道由断层下盘的泥岩、砂质泥岩层位进入断层上盘的K₅砂岩层位施工,岩层破碎,应力集中,巷道底板持续变形严重,针对陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井巷道底鼓持续变形的现象,基于巷道围岩变形机理、松动圈理论、围岩加固理论,通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段,提出了复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术,即:采用“注浆+锚网（钢带）+中空注浆锚索注浆（锚索梁）+混凝土浇筑”的联合底鼓治理技术,有效改善围岩力学性质,提高锚杆锚固基础。现场工程实践表明,该套软岩巷道底鼓综合治理技术有效控制了巷道变形,确保了巷道安全生产使用要求,支护效果明显,对治理软岩巷道底板反复变形和矿井的长期高效安全生产建设具有重大的意义。     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07～0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

卸压开采下瓦斯抽采方法和钻孔布置研究

为了研究卸压开采下瓦斯抽采方法和钻孔布置,理论分析了下被保护层瓦斯汇集和流动特征及裂隙发育规律,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了工作面底板煤岩体应力状态分析、瓦斯抽采钻孔布置情况以及工作面推进关系与瓦斯抽采量、底板巷瓦斯抽采纯量的关系。研究得出,卸压瓦斯抽采量得到了大幅度的提升,底板巷瓦斯抽采也得到了大幅度的增长。     

下向瓦斯抽采钻孔自动排水技术研究与应用

为解决下向钻孔由于孔内积水而造成瓦斯抽采效果差的问题,通过时控开关和电磁阀自动控制高压风,在封孔管上增设直达孔底的导风管,利用压风将瓦斯抽采钻孔内积水压入到排渣放水器内,从而能够达到定时清除孔底积水和杂质的目的。该技术应用于上良煤矿石门揭煤下向抽采钻孔,经考察表明下向瓦斯抽采钻孔自动排水技术能有效提高瓦斯抽采效果,该地质单元区域设定为每隔4 h进行一次压风排水效果最佳。     

复杂地质条件下高耸构筑物变形破坏保护技术研究与应用

白坪煤业13031工作面对应地表山顶存在一个高55 m钢桁架结构的铁塔。铁塔东部及南部均为陡峭悬崖,下部压煤区域煤层厚度5.0~13.8 m,地形地质条件较复杂,铁塔存在受采动影响地表移动变形出现基础沉降、塔身变形甚至失稳倾覆。为了有效保护广播电视信号铁塔免受采动影响,同时又能够最大限度地采出煤炭资源,提高矿井经济效益,经过系统分析、充分论证,采用可调式联体井字梁基础改造加固技术、可调整联体井字钢梁基墩架构改造和抱箍式注浆加固技术,有效保障了铁塔安全,实现煤炭生产与矿区资源环境协调发展的绿色开采目标。     

大孔径钻孔大流量瓦斯抽采技术研究与应用

新田煤矿1901工作面为被保护层工作面,虽然通过保护层开采卸压后,但煤层瓦斯含量还是偏高,所以瓦斯治理工作任务仍然繁重,瓦斯抽采时间较长。该工作面在巷道掘进期间,经过探索研究,采取在巷道掘进面及钻场内布置大孔径钻孔,进行大流量瓦斯抽采的新技术,有效地提高了瓦斯抽采效果,确保了煤巷快速掘进。     

温度和放散空间体积对等容变压法测定瓦斯放散初速度的影响分析

在煤矿煤与瓦斯突出防治工作中,瓦斯放散初速度（ΔP）是一个重要的指标。通过资料对比、理论分析、实验研究对瓦斯放散初速度测定中温度、放散空间体积等对测定的影响进行了研究。研究表明瓦斯放散初速度在煤样一定的情况下与放散空间体积和实验温度有关。随着温度的升高,瓦斯放散初速度减小,减小的幅度和煤样自身的瓦斯放散初速度大小有关。放散空间体积越大,瓦斯放散初速度越小;不同煤样放散空间体积对瓦斯放散初速度影响不同。建议瓦斯放散初速度测定应在恒定温度下进行,实验温度建议与井下温度相同,仪器的放散空间体误差应小于1 mL。     

采动条件下瓦斯抽采钻孔有效范围及瓦斯运移规律

为了确保矿井的安全抽采,分析了采动条件下瓦斯抽采钻孔有效范围及瓦斯运移规律,理论研究了含瓦斯煤体的有效应力控制方程及煤层瓦斯扩散控制方程,基于此,建立了COMSOL Multiphysics数值模型,分析了距离钻孔不同位置处煤层瓦斯压力分布、不同开采条件下单孔瓦斯抽采瓦斯压力分布以及不同钻孔布置瓦斯压力分布。研究为矿井抽采钻孔参数设计提供了借鉴。